高炉製鉄業

高炉製鉄業の概要

高炉製鉄業は、鉄鉱石や鉄スクラップなどを原料として高炉で溶解し、鉄を生産する産業のことを指します。高炉製鉄業は、鉄道や自動車などの重要なインフラストラクチャーの建設や製造、家電製品や機械工業などの製造業の原料供給に欠かせない産業です。

高炉製鉄業では、高炉と呼ばれる巨大な炉に鉄鉱石、石灰岩、コークス、鉄スクラップなどの原料を投入し、高温で溶解させ、鉄を生成します。鉄は、溶融鉄として取り出され、鋳型に流し込んで鋳造品として製品化されたり、鋼となるために転炉や電気炉に移されて精錬されます。

高炉製鉄業は、世界中で広く行われており、産出量や技術水準には地域差があります。また、環境負荷が大きい産業の一つでもあり、近年ではエネルギー効率の向上や排出物の削減など、環境対策に取り組む動きが進んでいます。

日本の高炉製鉄業界は、世界的に見ても非常に競争力が高く、高品質な鉄や鋼の製造技術や製品開発能力、生産性などで評価されています。

大手鉄鋼メーカーである日本製鉄、新日本製鐵、神戸製鋼所、日立金属などが主要な企業として知られています。これらの企業は、高炉や製鉄所を有し、広範な製品ラインナップを持ち、国内外で幅広い需要に応えています。

高炉技術や製鉄技術の発展に加え、独自の品質管理技術や省エネルギー技術の開発にも力を入れています。また、環境負荷の削減にも積極的に取り組んでおり、省エネルギーやリサイクル技術の開発や、排出物の低減などの取り組みが進んでいます。

一方で、近年は中国などの新興国からの低価格な輸入品の競争に直面しており、国内の需要や競争環境が変化していることもあり、様々な課題に取り組む必要があります。

高炉製鉄業の主な製品は、鉄や鋼の原料である溶鉱炉鉄や精錬鋼、そしてその加工品である鉄鋼製品です。以下に代表的な製品をいくつか挙げます。

【溶鉱炉鉄】
高炉から取り出された溶融鉄で、鉄の主原料として使われます。製造時期や原料によって、生産された溶鉱炉鉄には様々な種類があります。

【精錬鋼】
高炉で製造された溶鉱炉鉄を、転炉や電気炉などで精製・製鋼することで作られる鋼の原料です。低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼など、用途に応じて種類が分かれます。

【コイル・シート・プレート】
精製された鉄鋼を、圧延機械を用いて薄く加工したもので、主に自動車、家電製品、建築資材、鉄道車両、パイプなどに利用されます。

【無接合鋼管】
鉄鋼板を円筒状に成形し、溶接をしないで作られた鋼管です。高強度・耐久性に優れ、原油パイプラインやガスパイプライン、橋梁などに広く用いられます。

【特殊鋼】
特定の用途に合わせて合金を加えた鋼で、高温、高圧、高強度などの特殊な環境下で使用される部品や機械部品、工具、航空機部品などに使われます。

高炉製鉄業における主な製造工程は以下の通りです。

鉄鉱石、焼鉱石、石灰石、ドロマイトなどの原料を選別・粉砕し、バラスト、焼結鉱、ペレットなどの形に加工します。

粉砕された原料を混合し、高炉へ投入します。この際、高炉炉壁に対して石灰を撒くことで、炉内の温度を上げることができます。

高炉内で原料が加熱され、還元反応が起こります。鉄鉱石中の酸素が還元され、溶融鉄が生成されます。

還元反応によって生じるスラグ（不純物）を取り除きます。スラグは高炉から排出され、その後クリーニングやリサイクル処理が行われます。

高炉から取り出された溶融鉄を、鋳造機械で形成して溶鉱炉鉄として取り出します。

溶鉱炉鉄を精製し、所定の成分・品質に仕上げます。この際、転炉や電気炉を用いて、鋼を製造します。

製鉄所から出てきた溶鋼を、連続鋳造機械にかけ、冷却水で急冷却し、ブロック状の鋼板に成形します。

鋼板を圧延機械で薄く圧延し、さらに熱処理を行って硬度を調整します。その後、必要に応じて冷間圧延機械を用いて、鋼板をさらに薄く加工します。

圧延された鋼板を切断、溶接、曲げなどの工程を経て、自動車部品、建築資材、機械部品、電化製品などの製品として加工されます。

以下に、2021年現在の日本の高炉製鉄業の主なデータを示します。

なお、近年は再生可能エネルギーに対する需要が高まっており、鉄鋼業界でも炭素中和に向けた取り組みが進められています。具体的には、水素化鉄製造技術や、廃棄物を利用したバイオマス燃料の導入などが進められています。

日本の高炉製鉄業界には、以下のような主要企業があります。

これらの企業は、高炉を保有し、鉄鉱石などの原料を使って鉄や鋼を製造しています。また、製造した鉄や鋼は、自動車や建築、船舶、機械、家電製品など様々な分野で利用されています。